DD211537A5 - FOUNDATION SYSTEM FOR THE TRANSPORT OF POWDER-FUSED, FLUIDIZABLE MATERIALS - Google Patents
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Abstract
Das Ziel der Erfindung, eine Foerderanlage zum Transport pulverfoermiger fluidisierbarer Materialien von einer Vorratszone zu mindestens einer Speisezone mittels mindestens einer zwischen diesen beiden Zonen befindlichen waagerechten oder geneigten, das zu transportierende Material fluidisierenden Foerderers mit geringstem Energieaufwand und ohne entstehende Materialverluste zu schaffen, und die Aufgabe, eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Beschickung einer einzelnen oder einer Vielzahl vorgesehener Verbraucherstellen bei Herstellung eines Fluidzustandes nur zum Zeitpunkt des Transportes und bei rechtzeitiger Ableitung des Transportmediums Gas zu gewaehrleisten, werden erfindungsgemaess dadurch geloest, dass der Foerderer mindestens mit einer, den Gasdruck p tief f zur moeglichen Fluidisierung im Gleichgewicht haltenden Gleichgewichtssaeule ausgeruestet ist. Diese Gleichgewichtssaeule ist vorzugsweise senkrecht in der Achse des Foerderers oder seitwaerts angeordnet, und mit dem oberen Teil des Foerders durch ein geeignetes Mittel verbunden.The object of the invention is to provide a conveyor system for transporting pulverfoermiger fluidisierbarer materials from a supply zone to at least one feed zone by means of at least one located between these two zones horizontal or inclined, the material to be transported fluidizing conveyor with the lowest energy consumption and without resulting material losses, and the task to ensure a continuous or discontinuous feeding of a single or a plurality of provided consumer sites in producing a fluid state only at the time of transport and timely discharge of the transport gas gas, are inventively achieved by the fact that the conveyor at least one, the gas pressure p deep f to possible equilibration equilibrium equilibrium equilibrium equilibrium is equipped. This equilibrium column is preferably arranged vertically in the axis of the conveyor or laterally, and connected to the upper part of the conveyor by a suitable means.
Description
AP B 65 G/255 866/4 Berlin, den 13.1.1984 63 040/25/38AP B 65 G / 255 866/4 Berlin, 13.1.1984 63 040/25/38
Förderanlage zum Transport pulverförmiger fluidisierbarer MaterialienConveyor for transporting powdery fluidisable materials
Anwendungsgebiet der Erfindung - Field of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine Förderanlage mit möglicher Fluidisierung zum waagerechten oder geneigten Transport pulverförmiger fluidisierbarer Materialien von einer Vorratszone zu mindestens einer davon räumlich entfernten Speisezone«The invention relates to a conveyor system with possible fluidization for the horizontal or inclined transport of powdery fluidizable materials from a supply zone to at least one spatially remote feeding zone.
Unterfluidisierbaren Materialien sind dabei alle Materialien zu verstehen, die in Pulverform vorliegen und eine solche Korngröße und Kohäsion haben, daß eingeblasene Luft bei geringer Geschwindigkeit eine Loslösung der Teilchen voneinander und eine Verminderung der inneren Reibungskräfte bewirkt. Solche Materialien sind s. B. Tonerde für die Schmelzelektrolyse, Zement, Gips, Brannt- und Löschkalk, Plugaschen, Calciumfluorid, Kautschukzuschlagstoffe, Stärkemehl, Katalysatoren, Kohlenstäube, Natriumsulfat, Phosphate, Polyphosphate, Pyrophosphate, pulverförmige Plastmaterialien, Lebensmittel wie Milchpulver, Mehl usw.Underfluidizable materials are all materials that are in powder form and have such a grain size and cohesion that injected air at low speed, a detachment of the particles from each other and a reduction of the internal frictional forces causes. Such materials are s. As alumina for electrolysis, cement, gypsum, burnt and slaked lime, plug pockets, calcium fluoride, rubber additives, corn starch, catalysts, carbon dusts, sodium sulfate, phosphates, polyphosphates, pyrophosphates, powdered plastic materials, foods such as milk powder, flour, etc.
Qharakteristik der bekannten technischen Lösungen Der Transport pulverförmiger Materialien im Fließbettverfahren ist bereits seit Jahren bekannt· So erfolgt beispielsweise auch die Beschickung der Schmelzelektrolysezellen mit Tonerde zur Herstellung von Aluminium nach dieser Technologie, Characteristics of the Known Technical Solutions The transport of powdery materials in the fluidized bed process has been known for years. For example, the charging of the electrolysis cell with alumina to produce aluminum is carried out according to this technology.
Die in das Elektrolysebad eingebrachte und dort gelöste Tonerde verbraucht sich jedoch im Verlaufe desHowever, the introduced into the electrolysis and dissolved there clay consumes in the course of
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Elektrolyseprozesses nach und nach, und muß entsprechend ersetzt werden, um die Konzentration an gelöster Tonerde innerhalb der günstigsten Grenzen für die volle Punktion der Zelle zu halten. Die Menge der in das Elektrolysebad einzugebenen Tonerde ist dabei so zu regulieren, daß seine Punktion nicht durch einen Überschuß oder Mangel an Tonerde gestört -wird.Electrolysis process gradually, and must be replaced accordingly to keep the concentration of dissolved clay within the most favorable limits for the full puncture of the cell. The amount of clay to be introduced into the electrolytic bath is to be regulated so that its puncture is not disturbed by an excess or deficiency of alumina.
Aus der Pachliteratur sind schon zahlreiche "Vorrichtungen zur regelmäßigen Beschickung der Elektrolysezellen mit Tonerde bekannt. So ist z. B. nach der PR-PS 2 099 434 ein Tonerde-Vorratsbehälter mit einer Meßvorrichtung vorgesehen, welche die den "Vorratsbehälter verlassende Tonerdemenge reguliert. Gleichzeitig sieht die darin beschriebene Anlage einen Pließbett-Transport der Tonerde vor, die als Luftgleiter bekannt ist und sich zwischen der Meßvorrichtung und der Speisezelle befindet* Der Tonerdebehälter und die Meßvorrichtung sind dabei seitlich neben der Elektrolysezelle angeordnet· Die Transporteinrichtung selbst weist Auslaßrohre auf, die eine Beschickung der Zelle an mehreren Stellen über auf und ab bewegliche genau dieselbe Menge Tonerde abgebende Tauchrohre gestatten·Numerous "devices for the regular charging of the electrolytic cells with alumina are already known from the literature of the Pach. For example, according to PR-PS 2 099 434, an alumina reservoir is provided with a measuring device which regulates the amount of clay leaving the reservoir. At the same time, the plant described therein provides a plank bed transport of the alumina, known as an air slider, between the measuring device and the feeder cell. The alumina container and the measuring device are arranged laterally next to the electrolytic cell. The transport device itself has outlet tubes which allowing a loading of the cell in several places by means of immersion tubes dispensing upwards and downwards with exactly the same amount of alumina.
Diese Vorrichtung hat bei der industriellen Anwendung jedoch den lachteil, daß mit ihr nur eine einzige Elektrolysezelle beschickt werden kann. Die Anlage besteht aber aus einer Batterie von bis zu βθ Elektrolysezellen. Außerdem ist der Vorratsbehälter von der einzigen Zelle, die er beschicken kann, weit entfernt, wodurch eine beträchtliche Reaktionszeit zwischen der Anforderung und der Beschickung der Elektrolysezelle mit diesem Material entsteht. WeiterhinHowever, this device has the lachteil in industrial application that only a single electrolytic cell can be charged with it. The system consists of a battery of up to βθ electrolysis cells. In addition, the reservoir is far from the only cell that it can feed, resulting in a considerable reaction time between the requirement and charging of the electrolytic cell with this material. Farther
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garantieren die vielen Beschickungssteilen keine gleichmäßige Zuführung des pulverf örmigen Materials in die Elektrolysezelle,do not guarantee the many feed parts a uniform supply of powdered material in the electrolysis cell,
Zu den erwähnten Nachteilen kommt hinzu, daß sich die Meßvorrichtung oberhalb des Luftgleiters befindet, das zu transportierende Pulver somit vollständig fluidisiert wird und sich zwischen der Oberfläche des Fließbettes und der Oberseite des Luftgleiters eine rasch bewegte Gasschicht bildet, die die feinsten Teilchen des transportierten Pulvers mitführt« Da der Luftgleiter über keine Bauelemente zur Evakuierung der Gasphase verfügt, wird die gesamte der Fluidisierung dienende Luft zusammen mit der Tonerde in das Elektrolysebad eingeleitet und die aufgewirbelten feinsten Teilchen an die Oberfläche der Elektrolysezelle gehoben»In addition to the disadvantages mentioned above, the measuring device is located above the air slide, the powder to be transported is thus completely fluidized and a rapidly moving gas layer is formed between the surface of the fluidized bed and the top side of the air slide carrying the finest particles of the transported powder «Since the air slider has no components for evacuating the gas phase, all the fluid used for the fluidization is introduced into the electrolytic bath together with the alumina and the fluidized finest particles are lifted to the surface of the electrolytic cell»
Das Problem für den Fachmann besteht im Transport eines pulverförmigen Materials über weite Entfernungen, wenn dieses sich in einem sehr großen Vorratssilo befindet und mehrere hundert Meter von diesem entfernt verarbeitet werden soll« Dieses Transportprobiem wurde bisher beispielsweise durch die Verwendung von mobilen Behältern, durch Hochdruckleitungen oder durch mechanische Elemente gelöst·The problem for a person skilled in the art lies in the transport of a powdery material over long distances, if this is in a very large storage silo and is to be processed several hundred meters away from it. "This transport problem has hitherto been achieved, for example, by the use of mobile containers, by high-pressure lines or solved by mechanical elements ·
Zur Beschickung einer Elektrolysezelle mit Tonerde an mehreren Punkten von einer Vorratszone zu einer Verbrauchszone wurde in der ÜS-PS 4 016 053 vorgeschlagen, einen Fließbett-Hauptförderer einzusetzen, der mit Einrichtungen zur Einspeisung und zum Abzug zur Fluidisierung und zum Transport der pulverförmigen Materialien und zur Aufrechterhaltung einer vollen Füllung des Förderers erforderlichen Gases versehen ist» Weiterhin weist die Anlage entsprechend der US-PS eine Vielzahl Förderer mit Gaszu- und ableitungenFor charging an electrolytic cell with alumina at several points from a supply zone to a consumption zone has been proposed in the ÜS-PS 4 016 053 to use a fluidized bed main conveyor, with means for feeding and deduction for fluidization and transport of the powdery materials and Maintaining a full charge of the conveyor required gas is provided. "Furthermore, the system according to the US-PS a variety of conveyors with gas supply and discharge
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auf, durch welche die pulverförmigen Materialien aus dem Hauptförderer fluidisiert sowie transportiert und die Sekundärförderer ständig mit pulverförmigem fluidisiertes! Material gefüllt gehalten werden* Schließlich ist sie mit Vorrichtungen zur diskontinuierlichen Speisung jeder Elektrolysezelle mit pulverförmigem Material nach dem Gravitätsprinzip versehen, wobei jede dieser Vorrichtungen über einen 3?ließbett-Selmndärf örderer gespeist wird.through which the powdered materials from the main conveyor fluidized and transported and the secondary conveyor constantly with powdery fluidized! Finally, it is provided with devices for the discontinuous feeding of each electrolytic cell with powdered material according to the principle of gravity, each of these devices being fed by means of a 3 bed bed selective mixer.
Entscheidender Nachteil dieser Vorrichtung ist jedoch das Erfordernis, das-pulverförmige Material ständig im fluidisierten Zustand zu halten, gleichgültig, ob die Elektrolysezelle beschickt werden muß oder nicht· Dadurch werden erhebliche Mengen Fluidisierungsgas und entsprechend viel Energie verbraucht. Weiterhin bildet sich durch die Aufrechterhaltung eines ständigen Fließzustandes der pulverförmigen Materialien in der Vorrichtung zwischen der Oberfläche des Fließbettes und der Oberwand des Luftgleiters ein Gasstrom, der sich rasch und gleichmäßig in. Richtung des Gasauslasses bewegt und aus der Anlage bis zu 10 Gewichts-% des im Luftgleiter befindlichen Pulvermaterials mitführt *The decisive disadvantage of this device, however, is the requirement to keep the powdery material constantly in the fluidized state, regardless of whether the electrolysis cell must be charged or not. This consumes considerable amounts of fluidizing gas and correspondingly high energy. Further, by maintaining a steady flow state of the powdery materials in the device between the surface of the fluidized bed and the top wall of the air slide, a gas flow is formed which moves rapidly and evenly in the direction of the gas outlet and up to 10% by weight of the system entrained in the air slider powder material *
Zusammengefaßt kann festgestellt werden, daß alle bisher in der Literatur bekanntgewordenen Anlagen keine günstige Lösung für die industrielle Anwendung darstellen. Sie sind auf Grund des hohen Energieverbrauchs kompliziert und kostspielig, ihre Verluste an pulverförmigem Material sind hoch oder aber verteuert die Verwendung von Wagen, Maschinen, Kranbrücken oder beweglichen Fülltrichtern ihre Anwendung.In summary, it can be stated that all systems hitherto known in the literature are not a favorable solution for industrial application. They are complicated and expensive due to the high energy consumption, their losses of powdered material are high or the use of cars, machines, crane bridges or movable hoppers makes their application more expensive.
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Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Förderanlage zum Transport pulverförmiger fluidisierbarer Materialien mit geringsten Energieaufwand und ohne auftretende Materialverluste «The aim of the invention is to provide a conveyor system for transporting powdery fluidisierbarer materials with the lowest energy consumption and without loss of material «
Es ist Aufgabe der Erfindung, die bekannten Förderanlagen zum Transport pulverförmigen Materials so zu verbessern, daß je nach Erfordernis eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Beschickung einer einzelnen oder einer Vielzahl vorgesehener Verbraucherstellen bei Herstellung eines Fluidzustandes 'nur zum Zeitpunkt des Transportes und bei rechtzeitiger Ableitung des Transportmediums Gas gewährleistet ist.It is an object of the invention to improve the known conveyors for transporting powdery material so that, as required, a continuous or discontinuous feeding of a single or a plurality of provided consumer sites in producing a fluid state 'only at the time of transport and timely discharge of the transport medium gas is guaranteed.
Erfindungsgemäß wird dies durch eine Förderanlage zum Transport pulverförmiger Materialien von einer Vorratszone zu mindestens einer Speisezone mit mindestens einem zwischen diesen beiden Zonen befindlichen waagerechten oder geneigten, das zu transportierende Material fluidisierenden Förderer erreicht, der aus einem unteren Gaskanal sowie einem oberen Kanal, in dem sich pulverförmiges Material und Gas bewegen, gebildet wird.* zwischen denen sich eine poröse Wand befindet, und der mindestens ein Gaszuführungsrohr zum unteren Kanal aufweist, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Förderer mindestens mit einer Gleichgewichtssäule ausgerüstet ist, deren Füllhöhe den Druck des zur möglichen Fluidisierung dienenden Gases ausgleicht.According to the invention this is achieved by a conveyor system for transporting powdery materials from a supply zone to at least one feed zone with at least one located between these two zones horizontal or inclined, the material to be transported fluidizing conveyor consisting of a lower gas channel and an upper channel in which * between which there is a porous wall, and which has at least one gas supply pipe to the lower channel, which is characterized in that the conveyor is equipped with at least one equilibrium column whose filling height the pressure of the possible Fluidizing serving gas compensates.
Zum Verständnis der möglichen Fluidisier\mg, die im Rahmen der Erfindung vonstatten geht, soll hier kurz dargelegt wer-In order to understand the possible fluidization, which takes place within the scope of the invention, it will be briefly explained here.
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den, worin die in der bisherigen Technik übliche Fluidisierung zum Transport pulverförmiger Materialien besteht,that in which the fluidization customary in the prior art exists for the transport of pulverulent materials,
lach den bisher üblichen Verfahren, beispielsweise entsprechend der US-PS 4 016 053» wird das der Fluidosierung dienende Gas unter einem bestimmten Druck pf von unten durch die poröse Wand, die den unteren Gaskanal und den oberen Materialkanal eines waagerechten Förderers trennt, eingegeben« Das Fluidisierungsgas durchströmt die poröse Wand und anschließend die ruhenden Teilchen des das Fließbett bildenden pulverförmigen- Materials, Die Dicke dieser Schicht ist im Ruhezustand geringer als die Höhe des oberen Kanals des Förderers,According to the hitherto customary methods, for example according to US Pat. No. 4,016,053, the gas serving for the metering of the fluid is introduced at a certain pressure p f from below through the porous wall which separates the lower gas passage and the upper material passage of a horizontal conveyor. The fluidizing gas flows through the porous wall and then the quiescent particles of the fluidized material forming the fluidized bed, The thickness of this layer is at rest less than the height of the upper channel of the conveyor,
Ist die Strömungsgeschwindigkeit des Gases zwischen den Teilchen genügend hoch, werden diese bewegt, wobei jedes Teilchen seine ständigen Berührungspunkte mit seinen Hachbarn verliert. Dadurch vermindern sich die internen Reibungskräfte zwischen den Teilchen, sie gelangen in einen dynamischen Schwebezustand, Jedes Teilchen ist auf Grund der Geschwindigkeit des mit ihm in Kontakt befindlichen Gases einer Auftriebskraft ausgesetzt, wobei die Gasgeschwindigkeit etwa der Fallgeschwindigkeit dieses Teilchens in Luft entspricht.If the flow velocity of the gas between the particles is sufficiently high, they are moved, each particle losing its constant points of contact with its neighbors. As a result, the internal frictional forces between the particles are reduced, they reach a dynamic floating state, Each particle is exposed to a buoyancy force due to the velocity of the gas in contact with it, the gas velocity being approximately equal to the falling velocity of this particle in air.
Dadurch entsteht eine Vergrößerung des Anfangsvolumens des pulverförmigen Materials und eine entsprechende Verminderung der scheinbaren Dichte«This results in an increase in the initial volume of the powdery material and a corresponding reduction in the apparent density «
Gemäß der Erfindung füllt das pulverförmige Material, ohne daß Gas zur Fluidisierung eingeblasen wird, vollständig den oberen Kanal des waagerechten oder geneigten Förderers,According to the invention, without injecting gas for fluidization, the powdery material completely fills the upper channel of the horizontal or inclined conveyor,
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Die ruhenden Teilchen des pulverförmigen Materials bilden eine Schicht, deren Dicke praktisch gleich der Höhe dieses oberen Kanals ist· Sobald Gas von unten durch die poröse Wand zur Fluidisierung eingeleitet wird, was unter demselben Druck p^, wie bei früheren Verfahren zur Fluidisierung pulverförmigen Materials erfolgt, wird die Gleichgewichtssäule mit dem selben Material bis au einer manometrischen Höhe aufgefüllt, die mit dem Druck p^ im Gleichgewicht steht und ein Anwachsen der Zwischenräume zwischen den Teilchen verhindert· Durch diese Gleichgewichtssäule tritt also keine FLuidisierung des im waagerechten oder geneigten Förderer vorhandenen pulverförmigen Materials ein, wie die Anmelderin in zahlreichen Versuchen feststellen konnte. Da' sich der Abstand zwischen den Teilchen nicht vergrößert, ist darüber hinaus die Durchlässigkeit des Mediums gegenüber dem unter dem Druck p^ eingeführten Gases sehr gering und vermindert die Gasströmung auf einen sehr niedrigen Wert, die durch die Gleichgewichtssäule absieht. So beträgt beispielsweise, wenn das zu transportierende pulverförmige Material, einen Fluidisierungsdruck von ρ & 80 mbar ausgesetzt wird, beim Verfahren nach der US-PS 4 016 053, derThe quiescent particles of the powdery material form a layer whose thickness is practically equal to the height of this upper channel. Once gas is introduced from below through the porous wall for fluidization, which occurs at the same pressure p 1 as in previous methods of fluidization of powdered material , the equilibrium column is filled up with the same material to a manometric height which is in equilibrium with the pressure p 1 and prevents an increase in the spaces between the particles. This equilibrium column therefore does not cause fluidization of the powdery material present in the horizontal or inclined conveyor as the applicant has discovered in numerous experiments. In addition, since the distance between the particles does not increase, the permeability of the medium to the gas introduced under the pressure p 1 is very small and reduces the gas flow to a very low value, which is eliminated by the equilibrium column. Thus, for example, when the powdery material to be transported is subjected to a fluidizing pressure of ρ & 80 mbar, in the method according to US Pat. No. 4,016,053
~ 3 — 2 —1 Verbrauch an umlaufenden Gas etwa 33 · 10""-3In m s , während er bei der vorliegenden Erfindung für denselben Druck nur bei 4-10~\-V*2 s""1 liegt.~ 3 - 2 -1 circulating gas consumption about 33 × 10 -3 - 3 In ms, whereas in the present invention it is only 4-10 ~ \ * V * 2 s -1 for the same pressure.
Die Gleichgewichtssäule gemäß der Erfindung ist vorzugsweise senkrecht angeordnet» Sie kann in der Achse des Förderers oder seitwärts angeordnet und mit dem oberen Teil dea Förderers durch ein geeignetes Mittel verbunden werden. Die Gleichgewichtssäule ist im allgemeinen röhrenförmig, ihr Querschnitt kann kreisrund, elliptisch oder polygonal sein.The equilibrium column according to the invention is preferably arranged vertically »It can be arranged in the axis of the conveyor or sideways and connected to the upper part of the conveyor by a suitable means. The equilibrium column is generally tubular, its cross section may be circular, elliptical or polygonal.
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In Fortsetzung der Untersuchungen zur praktischen Ausführung der erfindungsgemäßen Anlage wurde festgestellt, daß die technischen Parameter der Gleichgewichtssäule sowie die dem zu transportierenden pulverförmigen Material eigenen Parameter durch Beziehungen bezüglich der minimalen Gesamtoberfläche <0 des oder der waagerechten Querschnitte der Säulen und der Gesamtoberfläche der porösen Wand S verknüpft sind.In continuation of the investigations into the practical implementation of the system according to the invention it has been found that the technical parameters of the equilibrium column and the own powder to be transported material parameters by relationships with respect to the minimum total surface <0 of the horizontal cross sections of the columns and the total surface of the porous wall S are linked.
So muß für eine Anlage zum Transport pulverförmiger Materialien mit möglicher Fluidisierung gemäß der Erfindung, bestehend aus einer Vorratszone, mindestens einem geschlossenen •waagerechten oder geneigten Förderer für einen Gasdruck p^ zur Fluidisierung und eine Gesamtoberfläche S der porösen Wand die minimale Gesamtoberfläche ö des waagerechten Querschnitts der Gleichgewichtssäule oder -säulen der BeziehungThus, for a plant for transporting powdered materials with possible fluidization according to the invention, consisting of a storage zone, at least one closed • horizontal or inclined conveyor for a gas pressure p ^ for fluidization and a total surface area S of the porous wall must have the minimum total surface area ö of the horizontal cross section the equilibrium column or columns of the relationship
JL.JL.
200200
entsprechen«correspond"
Vorzugsweise wurde die minimale Gesamtoberfläche d in den folgenden experimentell bestimmten Grenzen ermittelt:Preferably, the minimum total surface area d was determined in the following experimentally determined limits:
200 20200 20
Im speziellen FaIl der Tonerde kam die Anmelderin zu dem erfindungsgemäßen Ergebnis, daß die minimale Gesamtoberfläche 0 des waagerechten Querschnitts der Gleichgewichtssäule oderIn the particular case of alumina, the Applicant came to the result according to the invention that the minimum total surface area 0 of the horizontal cross-section of the equilibrium column or
S SS S
-säulen mindestens gleich ——, vorzugsweise zwischen ——pillars at least equal to - preferably between -
s 100 100 s 100 100
und 5Ü sein muß*and 5Ü must be *
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Die Höhe der Gleichgewichtssäule muß mindestens der Gleichgewicht sbeZiehungThe height of the equilibrium column must be at least equal to the equilibrium
Pf = H ♦ £P f = H ♦ £
entsprechen, worin Q die Dichte des in der Säule vorhandenen pulverförmigen Materials und p^ der Gasdruck zur Fluidisierung ist.where Q is the density of the powdery material present in the column and p is the gas pressure for fluidization.
Im allgemeinen ist die Anlage gemäß der Erfindung mit einer Gleichgewichtssäule ausgerüstet« Wenn der Bließbettförderer jedoch besonders lang ist, kann es von Interesse seinj diesen mit mehreren Gleichgewichtssäulen zu versehen.In general, the plant according to the invention is equipped with an equilibrium column. However, if the blast bed conveyor is particularly long, it may be of interest to provide it with several equilibrium columns.
Die Gleichgewichtssäule kann ohne Einschränkung auf jede Anlage zum Transport pulverförmiger Materialien mit möglicher Fluidisierung von einer Vorratszone zu einer Verbrauchszone angewendet werden, die aus einem Primärförderer besteht, der mehrere voneinander unabhängige Sekundärförderer speist, von denen wiederum jeder mehrere voneinander uiiabhängige Sekundärförderer speist, die ihrerseits jeder über eine geeignete Speichereinrichtung eine Verbrauchszone bedienen* Die Gleichgewichtssäule gemäß der Erfindung läßt sich also erfolgreich auch auf einen in Kaskadenform angeordneten Satz von Förderern mit möglicher Fluidierung anwenden*The equilibrium column may be applied without limitation to any equipment for conveying powdered materials with possible fluidization from a supply zone to a consumption zone consisting of a primary conveyor feeding several independent secondary conveyors, each of which feeds a plurality of mutually dependent secondary conveyors, each in turn Serve through a suitable storage device a consumption zone * The equilibrium column according to the invention can thus be successfully applied to a cascaded set of conveyors with possible fluidization *
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näker erläutert werden» In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings:
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Fig» 1; einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung mit waagerechtem Förderer und pulverförmigerMaterial im Ruhezustand, wobei das eingeschlossene Gas unter für eine mögliche Fluidisierung erforderlichem Druck gehalten wird»Fig. 1; a longitudinal section of the device according to the invention in a schematic representation with horizontal conveyor and powdery material at rest, wherein the trapped gas is kept under the pressure required for a possible fluidization »
Pig· 2: einen Längsschnitt der Vorrichtung gemäß mit waagerechtem Förderer und pulverförmigem Material in dynamischer Phase, wobei eine von der Vorratszone räumlich entfernte Verbrauchszone gespeist wird·2 shows a longitudinal section of the device with horizontal conveyor and powdered material in dynamic phase, wherein a consumption zone spatially remote from the storage zone is fed ·
Fig· 3: die perspektivische Ansicht einer kompletten Förderanlage, teilweise im Schnitt·3 shows the perspective view of a complete conveyor system, partly in section.
Die Anlage mit möglicher Fluidisierung zur waagerechten oder geneigten Förderung eines pulverförmigen Materials gemäß der Fig» 1 und 2 weist einen Vorratsbehälter 1 für das zu transportierende Material, der über eine Rohrleitung 2 mit einem Förderer 3f einem Luftgleiter mit Fluidisierung, verbunden ist, eine Gleichgewichtssäule 4» eine Entleerungsvorrichtung S für den Förderer 3 sowie einen Behälter 10 mit Auslaß 11 für das transportierte Material auf·The plant with possible fluidization for horizontal or inclined conveying a powdery material according to the Fig. 1 and 2 has a reservoir 1 for the material to be transported, which is connected via a pipe 2 with a conveyor 3 f an air slide with fluidization, an equilibrium column 4, an emptying device S for the conveyor 3 and a container 10 with outlet 11 for the transported material.
Der Vorratsbehälter 1 enthält loses pulverförmiges Material unter Atmosphärendruck· Br befindet sich an einem Ende des waagerechten oder geneigten Förderers 3 über der Rohrleitung 2» Der Förderer 3 ist in Längsrichtung mittels einer porösen, eine Gesamtoberfläche S aufweisenden, Wand 5 zur Fluidisierung des zu transportierenden Materials in einen unteren Gaskanal 6 und einen oberen, der Bewegung des pulverförmigen Materials dienenden Kanal unterteilt. Vor dem anderen Ende des Förderers 3 befindet sich eine Gleichgewichtssäule 4, deren minimale Ge samt oberfläche O des Querschnitts minde-The reservoir 1 contains loose powdered material under atmospheric pressure. Br is located at one end of the horizontal or inclined conveyor 3 above the pipeline 2. The conveyor 3 is longitudinally by means of a porous wall 5 having an overall surface S for fluidizing the material to be transported into a lower gas channel 6 and an upper, the movement of the powder material serving channel divided. Before the other end of the conveyor 3 there is an equilibrium column 4 whose minimum total surface O of the cross-section is minimized.
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stens gleich. S/200 betragen muß» Am anderen, dem Vorratsbehälter 1 entgegengesetzten Ende des Förderers, befindet sich die Entleerungsvorrichtung 9» -welche die waagerechte Bewegung des pulverförmigen Materials in eine senkrechte Bewegung umwandelt, und einen unterhalb des Förderers 3 befindlichen Behälter 10 speisti Der Behälter 10 wiederum ist über den Auslaß 11 mit einer nicht dargestellten Verbrauchszone verbunden.at the same time. S / 200 must be »At the other, the hopper 1 opposite end of the conveyor, there is the emptying device 9» -which converts the horizontal movement of the powdery material into a vertical movement, and a container 10 located below the conveyor 3 feeds the container 10th in turn is connected via the outlet 11 with a consumption zone, not shown.
Aus dem Vergleich der Fig. 1 und 2 sind der Bewegungsverlauf und die Strömungen des Gases und des pulverförmigen Materials erkennbar.From the comparison of Figs. 1 and 2, the course of movement and the flows of the gas and the powdery material can be seen.
Gemäß Fig, 1 nimmt das lose pulverfönnige Material den gesamten Raum der Förderanlage ein. Das bedeutet, daß das scheinbare spezifische Gewicht des pulverförmigen Materials in den Bereichen 12; 7; 14; 16; 21; 17; 18 gleich dem desselben Materials bei loser Lagerung unter Atmosphärendruck ist. Die Füllhöhe 13 des pulverförmigen Materials im Vorratsbehälter 1 muß immer über der Füllhöhe des pulverförmigen Materials in der Gleichgewichtssäule 4 liegen, wenn die Anlage einem Gasdruck p^ ausgesetzt wird, d,. h· sobald über die Zuführung 8 ein Gasdruck p^, der dem bei einem Fließbett-Luftgleiter angewendeten entspricht, von unten durch die poröse Wand 5 ausgeübt wird, füllt das zu transportierende pulverförmige Material die Gleichgewichtssäule 4 bis zur Höhe 15» die den Gasdruck p~ ausgleicht. Da der Behälter ausreichend mit transportiertem pulverförmig em Material gefüllt ist, taucht die Mündung 19 der Entleerungsvorrichtung 9 in das pulverförmige Material 18 ein. Das entstehende Gleichgewicht bleibt erhalten, solange nicht ein Materialverbrauch durch den Auslaß 11 ein Absinken der Füllhöhe 20 des Behälters 10 und damit ein Freiwerden der Mündung 19 verursacht.According to FIG. 1, the loose pulverulent material occupies the entire space of the conveyor system. This means that the apparent specific gravity of the powdery material in the regions 12; 7; 14; 16; 21; 17; 18 is equal to the same material at loose storage under atmospheric pressure. The filling level 13 of the powdery material in the storage container 1 must always be above the filling level of the powdery material in the equilibrium column 4, when the system is exposed to a gas pressure p ^, d ,. h · as soon as via the feed 8, a gas pressure p ^, which corresponds to the applied in a fluidized bed air slide, is exerted from below through the porous wall 5, the powdered material to be transported fills the equilibrium column 4 to the height 15 »the gas pressure p ~ compensates. Since the container is sufficiently filled with transported powdery em material, the mouth 19 of the emptying device 9 immersed in the powdery material 18 a. The resulting equilibrium is maintained as long as a material consumption through the outlet 11 does not cause a drop in the filling level 20 of the container 10 and thus a release of the mouth 19.
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In Fig· 2 ist soviel pulverförmiges Material aus dem Beilälter 10 verbraucht, daß sich dessen Füllhöhe 20 unterhalb der Mündung 19 befindet. Solbald diese Mündung 19 frei wird, entweicht pulverförmiges Material durch die Entleerungsvorrichtung 9 und die Mündung 19 auf Grund der Entspannung des in der Zone 22 des Förderers 3 eingeschlossenen Gases, die der nicht dargestellten Verbrauchszone am nächsten liegt« Das abfließende Material bildet eine trichterförmige Ausbuchtung 23 der Füllhöhe 20 des Behälters 10, Wenn die Verbrauchszone die benötigte Menge Material erhalten hat, setzt sich die Mündung 19 erneut zu und die Gleichgewichtsbedingungen entsprechend Fig.- 1 werden wiederhergestellt· Auch die Zone 22 wird durch allmähliches ITachrutsehen, das sich von hinten nach vorn bis zum Vorratsbehälter 1 fortsetzt, wieder aufgefüllt«In FIG. 2, so much pulverulent material is consumed from the blender 10 that its filling level 20 is below the mouth 19. As soon as this mouth 19 is released, powdery material escapes through the emptying device 9 and the mouth 19 due to the relaxation of the gas enclosed in the zone 22 of the conveyor 3, which is closest to the consumption zone, not shown. The outflowing material forms a funnel-shaped bulge 23 the filling level 20 of the container 10, When the consumption zone has received the required amount of material, the mouth 19 again increases and the equilibrium conditions shown in FIG. 1 are restored · The zone 22 is also characterized by gradual ITach, looking from back to front continues to reservoir 1, replenished «
Fig. 3 stellt eine Anlage zur Aluminiumerzeugung sur Speisung einer Serie von Elektrolysezellen mit Tonerde dar. In einer Tonerde-Schmelzelektrolysezelle muß das Schmelzbad regelmäßig mit Tonerde gespeist werden, nämlich in dem Maße, wie sie allmählich verbraucht wird· Die Speisung erfolgt an mehreren Punkten über eine Vorratszone oberhalb jeder Zelle·Fig. 3 illustrates a plant for aluminum production of a series of electrolytic cells with alumina. In an alumina electrolytic cell, the molten bath must be regularly supplied with alumina, as it is gradually consumed. The feeding takes place at several points a storage zone above each cell ·
Die geschlossene Anlage zur Förderung der Tonerde von einer Vorratszone zu mindestens einer Verbrauchszone gemäß der Erfindung besteht aus einem Vorratsbehälter 31» einem Primärförderer 33, Sekundärförderer 40 und mit den Elektrolysezellen 45 verbundenen Behälter 48.The closed system for conveying the alumina from a supply zone to at least one consumption zone according to the invention consists of a storage container 31, a primary conveyor 33, secondary conveyor 40 and containers 48 connected to the electrolytic cells 45.
Der Tonerde-Vorratsbehälter 31 mit je nach Bedarf mehr oder weniger großem Fassungsvermögen ist von der Elektrolyseanlage räumlich entfernt« Er befindet sich an einem industriellen Standort, der zum Zwecke des Haehschubs leicht durch Straßen- oder Eisenbahncontainer oder durch andereThe alumina reservoir 31 with more or less large capacity as needed is spatially removed from the electrolysis plant. "It is located at an industrial location that is easily accessible by street or railroad containers or by others for the purpose of Haehschubs
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Beladeeinrichtungen erreichbar ist· Ton ihm führt eine Rohrleitung 32 zum Primärförderer 33» Dieser Primärförderer mit möglicher Fluidisierung, dessen Länge der Entfernung bis zur zu speisenden Elektrolyseanlage entspricht, weist eine poröse Wand 34 mit einer Gesamtoberfläche S1 auf, die den unteren Gaskanal 35 vom oberen Kanal 36» in dem sich das pulverförmige Material bewegt, trennt» Der Gaskanal 35 wird durch einen Kompressor 37 über eine ZuleitungA pipe 32 leads to the primary conveyor 33 »This primary conveyor with possible fluidization, the length of which corresponds to the distance to the electrolysis plant to be fed, has a porous wall 34 with an overall surface S 1 , which covers the lower gas channel 35 from the upper Channel 36 »in which the powdery material moves, separates» The gas channel 35 is through a compressor 37 via a supply line
38 gespeist* Der Kanal 36 ist mit einer Gleichgewichtssäule38 fed * The channel 36 is with an equilibrium column
39 ausgerüstet, deren minimale Gesamtoberfläche ά - des Querschnitts mindestens gleich S./100 sein muß. Der Primärförderer 33 ist über seitliche Austrittsöffnungen 41 und Rohrleitungen 42 mit den Sekundärförderern 40 verbunden. Die Sekundärförderer 40 mit möglicher Pluidisierung sind vom gleichen Typ wie der Primärförderer 33. Sie werden über Rohrleitungen 43, die den Gaskanal 35 des Primärförderers 33 mit den Gaskanälen der Sekundärförderer 40 verbinden, mit Gas versorgt. Jeder Sekundärförderer 40 kann mit einer Gleichgewichtssäule 44 ausgerüstet sein und erstreckt sich längs über einen Elektrolysezelle 45» Seitliche Austritt soff mangen 46 speisen Tauchrohre 47, die das pulverförmige Material in die oberhalb jeder Elektrolysezelle befindlichen Behälter 48 abgeben. Diese Behälter 48 sind gegebenenfalls an ihrem unteren Ende mit durch die Elektrolysezelle steuerbaren Yerschlußeinrichtungen (nicht dargestellt) versehen. Gleichfalls kann die" Mündung 49 der Tauchrohre 47 mit durch die Speisung des Elektrolysebades gesteuerten Verschlüssen ausgestattet sein oder durch das ansteigende Hiveau der Tonernde im Behälter 48 verschlossen werden.39 whose minimum total surface area ά - the cross-section must be at least equal to S./100. The primary conveyor 33 is connected via lateral outlet openings 41 and pipes 42 to the secondary conveyors 40. The secondary conveyors 40 with possible plumbing are of the same type as the primary conveyor 33. They are supplied with gas via pipelines 43 which connect the gas duct 35 of the primary conveyor 33 to the gas ducts of the secondary conveyors 40. Each secondary conveyor 40 may be equipped with an equilibrium column 44 and extends longitudinally across an electrolytic cell 45 "Siphonic side outlet 46 dive dip tubes 47, which deliver the powdered material in the container 48 located above each electrolytic cell. These containers 48 are optionally provided at their lower end with controllable by the electrolytic cell Yerschlußeinrichtungen (not shown). Likewise, the "mouth 49 of the dip tubes 47 may be equipped with closures controlled by the feed of the electrolytic bath or closed by the rising level of the toner in the container 48.
Die Anlage gemäß Pig. 3 zur Förderung von Tonerde mit potentieller ]?luidisierung wurde in der Industrie realisiert«The plant according to Pig. 3 for the promotion of clay with potential] ullution was realized in the industry «
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Sie diente der Speisung von 16 Schmelzelektrolysezellen, wobei jede Zelle täglich 1 t Tonerde verbrauchte* Der Vorratsbehälter 31 hatte ein Fassungsvermögen von 100 m und enthielt durchschnittlich 60 t Tonerde, Er speiste durch Schwerkraft-'einen Primärförderer 33 mit einem Durchsatz von 0,7 t/h· Der Primärförderer 33 mit möglicher Fluidisierung hatte eine Gesamtlänge von 80 m, eine Höhe von 0,35 m, eine Breite von 0,12 m und eine OberflächeIt served 16 molten electrolysis cells, each cell consuming 1 tonne of alumina per day. Reservoir 31 had a capacity of 100 meters and contained on average 60 tons of clay, and fed by gravity a primary conveyor 33 with a throughput of 0.7 tons The primary conveyor 33 with possible fluidization had a total length of 80 m, a height of 0.35 m, a width of 0.12 m and a surface
2 S1 der porösen Wand von 10 ι «2 S 1 of the porous wall of 10 ι «
Der Gaskanal 35 des Primärförderers 33 wurde durch einen Kompressor 37 mit einer Leistung von 150 nr/h unter einem Druck p- von 0,08 bar gespeist·The gas channel 35 of the primary conveyor 33 was fed by a compressor 37 with a capacity of 150 nr / h under a pressure P of 0.08 bar.
Der Primärförderer 33 war mit fünf Gleichgewichtssäulen einer Höhe von je 2 m und einem waagerechten QuerschnittThe primary conveyor 33 was with five equilibrium columns of a height of 2 m each and a horizontal cross-section
von 0,03 m versehen. Er hatte sechzehn seitliche Austrittsöffnungen 41, welche durch Schwerkraft jeweils einen Sekundärförderer 40 mit einem Durchsatz von 1 t Tonerde in 24 h speisten·of 0.03 m. He had sixteen lateral outlet openings 41, which fed by gravity respectively a secondary conveyor 40 with a throughput of 1 ton of alumina in 24 h ·
Jeder Sekundärförderer 40 mit möglicher Fluidisierung wies eine Länge von 6 m, eine Höhe von 0,25 m und eine Breite von 0,06 m auf« Seine poröse Wand hatte eine Oberfläche vonEach secondary conveyor 40 with possible fluidization had a length of 6 m, a height of 0.25 m and a width of 0.06 m. Its porous wall had a surface of
2 32 3
0,4 m , die durch den Konpressor 37 mit 6 nr/h bei einem Druck von ,0,08 bar gespeist wurde* Zwei seitliche Austrittsöffnungen versorgten den Behälter 48 über die Tauchrohre mit Tonerde· Jeder Behälter 48, der sich jeweils oberhalb der Elektrolysezelle, die er versorgte, befand, hatte ein Fassungsvermögen von 1,2 irr und enthielt im Durchschnitt 1 t Tonerde·0.4 m, fed by the condenser 37 at 6 nr / h at a pressure of 0.08 bar * Two side outlets supplied the container 48 via the dip tubes with alumina · Each container 48, each above the electrolytic cell which he supplied, had a capacity of 1.2 mm and contained on average 1
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Wenn der Behälter 48 aufgefüllt war, befand sich die Mündimg 49 der Tauchrohre 47 natürlich in der Tonerde, Wenn dagegen die Füllhöhe im Behälter 48 sank, wurde die Mündung 49 freigelegt, und die erfindungsgemäße Anlage führte dem Behälter 48 neue Tonerde zu«When the container 48 was filled, the mouth 49 of the dip tubes 47 was naturally in the alumina. On the other hand, if the fill level in the container 48 dropped, the mouth 49 was uncovered and the equipment of the invention fed the container 48 new alumina.
Die Förderanlage gemäß der Erfindung verbrauchte 1,3 kWh bei einem Gasverbrauch von 250 m /h je transportierter Tonne Tonerde« Die bisher bekannten Verfahren mit Anlagen ohne Gleichgewichtssäule erforderten hingegen 10,0 kWh bei einem Gasverbrauch von 2000 nr/h je transportierter Tonne Tonerde»The conveyor system according to the invention consumed 1.3 kWh with a gas consumption of 250 m / h per tonne of clay transported "The previously known methods with systems without equilibrium column required 10.0 kWh with a gas consumption of 2000 nr / h per transported ton of alumina»
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